|
УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ АГРАРНИХ НАУК
ІНСТИТУТ ВИНОГРАДУ І ВИНА "МАГАРАЧ"
БРАНОВИЦЬКА ТЕТЯНА ЮРІЇВНА
УДК 634.8.047:632.5:9 (054.3)
ДІЯ ГІБЕРЕЛІНУ НА РІСТ, РОЗВИТОК ТА ДЕЯКІ БІОХІМІЧНІ ПОКАЗНИКИ
СОРТІВ ВИНОГРАДУ
Бастардо магарацький, Каберне Совіньон, Сапераві
06.01.08 – виноградарство
А В Т О Р Е Ф Е Р А Т
диссертації на здобуття наукового ступеня
кандидата сільськогосподарських наук
Ялта – 2001
Дисертацією є рукопис
Робота виконана вТаврійському національному університеті им. В.И. Вернадського
Захист відбудеться “_26_” _червня __ 2001г. о __10__ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 53.365.02 в Інституті винограду і вина “Магарач”, УААН, за адресою: 98600, АР Крим, м. Ялта, вул.Кірова,31.
С дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Інституту винограду і вина “Магарач”
Автореферат розіслано “__25_” __травня__ 2001г.
Вчений секретар
спеціалізованої ради,
доктор сільськогосподарських наук
старший науковий співробітник Якушина Н.А.
Загальна характеристика роботи
Актуальність роботи. Використання регуляторів росту з метою підвищення врожайності та якості продукції одна із важливих задач сільського господарства на сучасному етапі розвитку. Для стимуляції росту та збільшення врожайності рослин винограду на сьогоднішній час широко використовується гіберелін, застосування якого має, безсумнівно, перспективу, так як відкриває можливості не тільки підвищення врожайності винограду та покращення якості продукції, але й дозволяє регулювати деякі процеси життєдіяльності рослинного організму.
Анализ літературних даних показує, що більшість досліджень з вивчення впливу гібереліну на виноградну рослину були проведені на безсімўянних сортах винограду Коринка чорна, Кишмиш чорний, Кишмиш білий, Томпсон безсімўянний на яких були одержані позитивні результати. Сорти винограду Бастардо магарацький, Каберне Совіньон, Сапераві одержали широке розповсюдження в Криму та являються важливими технічними сортами винограду, які використовуються для одержання червоних високоякісний вин. При цьому, вони відзначаються порівняно низькою врожайністю. В зв'язку з цим, підвищення врожайності та покращення якості винограду даних сортів шляхом використання гібереліну являється актуальним.
Зв'язок роботи з науковими темами, планами, програмами. Дисертаційна робота виконана в рамках тематики кафедри “Фізіології рослин та біотехнології” ТНУ “Гормональна регуляція росту та розвитку рослин”, номер держреєстрації 01910011989 “ Вивчення ролі екзогенних фітогормонів в регуляції метаболізму і морфогенезу рослин”, номер держреєстрації 01910016460, “Особливості адаптивної реакції виноградної рослини в зв'язку з використанням регуляторів росту”, програмою розвитку агропромислового комплексу автономної республіки Крим до 2010 року.
Мета дослідження. Метою наших досліджень було вивчення впливу гібереліну на ріст, плодоношення та деякі біохімічні показники ягід насінних сортів винограду Бастардо магарацький, Каберне Совіньон, Сапераві.
Для реалізації мети роботи необхідно було вирішити такі питання: вивчити вплив гібереліну на ріст, розвиток та плодоношення сортів винограду Бастардо магарацький, Каберне Совіньон, Сапераві; визначити дію багаторічних обробок гібереліном на виноград дослідних сортів;дослідити вплив гібереліну на вміст вільних амінокислот в листі винограду сортів Бастардо магарацький, Каберне Совіньон, Сапераві; визначити вплив гібереліну на загальний вміст фенольних сполук та фарбникових флавоноїдів в ягодах даних сортів винограду; дослідити вплив гібереліну на якість винограду.
Наукова новизна роботи. Розроблений метод підвищення врожайності та якості технічних сортів винограду (на прикладі сортів Бастардо магарацький, Каберне Совіньон, Сапераві), який базується на застосуванні гібереліну. Вперше показано, що під впливом препарату змінюється вміст та якісний склад вільних амінокислот в листі винограду; доведено, що обробка гібереліном сприяє накопиченню барвникових речовин та загальної суми фенольних сполук в ягодах винограду, а також сприяє збільшенню вмісту цукрів та зниженню кислотності соку ягід винограду сортів Бастардо магарацький, Каберне Совіньон, Сапераві. Показана економічна доцільність обробок виноградних плантацій гібереліном.
Практична значимість роботи. Удосконалений метод використання гібереліну на технічних сортах винограду, встановлена оптимальна концентрація, кількість обробок та оптимальні строки застосування препарату. Розроблені рекомендації по використанню гібереліну на технічних сортах винограду, які затверждені генеральним директором НВАТ "Масандра" Бойко М.К., пройшли виробничу провірку та впровадження в 1996-2000 роках в р/г "Алушта". Економічний ефект впровадження в 1998 році на 1 га виноградників сорту Бастардо магарацький склав 854,1 грн, сорту Каберне Совіньон – 855,7 грн, сорту Сапераві – 784,1 грн. Підготовлена пропозиція до Управління безпеки використання хімічних речовин Мінекоресурсів України про включення гібереліну до: "Списка пестицидів та агрохімікатів, дозволених для застосування в Україні".
Особистий вклад здобувача. Дисертант самостійно опрацювала відповідну літературу, оволоділа необхідними методами дослідження, спланувала експерименти, підготувала матеріали до друку. Експериментальні дані, які приведені в дисертаційній роботі, одержані і проаналізовані здобувачем самостійно.
Апробація роботи. Матеріали дисертаціі доповідались на 3-х Міжнародних науково-практичних конференціях молодих вчених (Ялта 1995,1996,1998 р.), на 7-ій Міжнародній науково-практичній конференціі “Нетрадиційне рослинництво, екологія та здоров'я “ (Алушта, 1998 р. ), на Міжнародній конференції “Онтогенез рослин в природному та трансформованому середовищі“ ( Львів, 1998 р.), на Міжнародній науковій конференції, присвяченій 5-річчю утворення Таврійського екологічного інституту “Проблеми формування екологічного світоогляду” ( Сімферополь, 1998 р. ) , на щорічних наукових конференціях професорсько-викладацького складу факультету природничих наук Таврійського національного університету (1996 р.- 2000р.)
Публікації . За матеріалами дисертації опубліковано 14 друкованих робіт.
Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається з вступу, огляду літератури, опису методів досліджень, експериментальної частини, висновків, рекомендацій виробництву, списку використаної літератури та додатку. Основний зміст роботи викладено на 128 сторінках машинопису, матеріал ілюстровано 19 таблицями, 15 рисунками, з них 5 фотографій. Список літератури містить 247 найменувань, в тому числі 79 іноземними мовами. Додаток включає 4 таблиці, акт виробничого впровадження та додаток до акту впровадження.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ
ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ
Аналітичний огляд наукової літератури присвячений питанням вивчення особливостей гібереліну та його впливу на ріст, розвиток та якість виноградної рослини. На основі аналізу літературних даних показано, що при екзогенному введені гібереліну, він включається в обмін речовин і різнобічно впливає на рослини. При цьому відмінна реакція рослин на дію гібереліна пояснюється застосуванням різних концентрацій, строків і методів обробки, а також біологічними особливостями самих рослин. Проведений аналіз показав, що екзогенний гіберелін є ефективним чинником стимуляції ростових процесів та підвищення врожайності та якості винограду, що дозволяє широко використовувати його в практиці сільського господарства.
ОБўЄКТИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ
Досліди закладались на виноградниках радгоспу-заводу Алушта в період 1996-2000 років. Експериментальна частина роботи проводилась в лабораторних умовах на кафедрі фізіології рослин та біотехнології Таврійського національного університету та в лабораторіях ІВіВ “Магарач”.
Об'єктом дослідження слугували технічні сорти винограду Бастардо магарацький, Каберне Совіньон, Сапераві. Система ведення виноградного куща вертикальна шпалера, формовка двухрукавна, площа живлення 3х2 м. Обрізання сорту Бастардо магарацький проводили на 5-6 очків, сорту Каберне Совіньон та Сапераві - на 5-7 вічок. Догляд за виноградниками проводили відповідно до прийнятої агротехніки. Виноградники закладались у 1978-79 р.р.
Обробку виноградних плантацій водним розчином гібереліна в концентрації 40 мг/л проводили ранком методом тракторного оприскування через 10 днів після масового цвітіння винограду. Площі дослідних ділянок по кожному сорту складають 3 гектари. Всі досліди закладались в трьохкратній повторності. В кожній повторності враховувалось 25 кущів, 100 пагонів, 50 гронів. Контролем слугували необроблені рослини.
Вивчення впливу гібереліну на вегетативний ріст винограду проводили в динаміці через кожні 10 днів після обробки. В ході експерименту проводили вимірювання довжини пагонів, довжини міжвузлів, кількість міжвузлів на пагоні, площі листя за загально прийнятими методиками.
При вивченні впливу регуляторів росту на плодоутворення винограду проводили слідуючі обліки та аналізи. Визначали: середню масу гронів, кількість ягід грону, які нормально розвиваються та горошаться, середню масу 100 ягід, кількість насіння в 100 ягодах, масу 100 насіннин. Також аналізували клітинний сік ягід на вміст цукрів . (ГОСТ 13192 - 73) та кількість кислот (ГОСТ 14252 - 73).
Визначення вмісту вільних амінокислот в листі винограду проводили за допомогою амінокислотного аналізатора ААА-881 (Чехословаччина) шляхом використання іонообмінної смоли КРС-8П (Н+-форма) з розміром частинок 0,15-0,25 мм за методикою Плешкова О.П.
Вимірювання кількісного вмісту фенольних сполук проводили колориметричним методом шляхом використання реактиву Фоліна-Чокальтеу. Вміст барвникових речовин визначали колориметричним методом, використовуючи підкислений до рН 1-2 етиловий спирт.
Результати дослідів статично оброблені в обчислювальному центрі за допомогою ЕВМ. Для оформлення цієї роботи були використані слідуючі програми: Corel Drow V 7.0, Microsoft Word V 7.0, Equation Editor Windows'95, Page Maker V 5.0
РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ
Вплив гібереліну на вегетативний ріст винограду. Вплив гібереліну на вегетативний ріст винограду є найбільш характерним чинником цього препарату. Результати досліджень впливу гібереліну на ростові процеси винограду дослідних сортів наведені в табл. 1. Дані експерименту показують, що при обприскуванні водним розчином гібереліна через 10 днів після масового цвітіння спостерігається значне збільшення довжини пагонів у всіх дослідних сортів винограду. У сорта Каберне Совіньон середня довжина пагонів до кінця вегетації збільшується в дослідному варіанті в порівнянні з контролем на 23%, у сортів Бастардо магарацький, Сапераві – на 12,3 та 17,7 % відповідно. При цьому різниця між контрольними та дослідними зразками спостерігалась вже через 10 днів після обробки і зберігалась на протязі всього вегетаційного періоду. За весь час визначення дослідні рослини випереджували контрольні за силою росту. Збільшення довжини пагону під впливом препарату відбувається за рахунок збільшення довжини міжвузлів, при цьому кількість міжвузлів практично не збільшується під дією препарату і тільки до кінця вегетації спостерігається незначна різниця між контрольними та дослідними пагонами.
Дані про вплив багаторічних обробок гібереліном на ріст пагонів показані на рис. 1.
Як показали наші дослідження, при обробці гібереліном сорта Каберне Совіньон довжина пагону в дослідному варіанті дворічної обробки перебільшує контроль на 27%, в варіанті трирічної обробки – на 28,1 %, чотирирічної обробки – на 25,7 %, п'ятирічної обробки – на 25,2 %. При цьому пагони повноцінні, розвинені. Дана зміна відбувається за рахунок збільшення довжини міжвузлів. Різниця за окремі роки обробки у всіх дослідних сортів винограду спостерігається незначною.
Рис. 1 Вплив багаторічних обробок гібереліном на довжину пагонів
винограду сортів Бастардо магарацький, Каберне Совіньон, Сапераві
При обприскуванні кущів винограду водним разчином гібереліну встановлено збільшення площі листкової пластинки у всіх дослідних сортів винограду. Так, у сорта Бастардо магарацький площа листкової пластинки збільшилась на 13,3 %, у сорта Каберне Совіньон - на 17,1%, у сорта Сапераві - на 19,31% в порівнянні з контролем.
Вплив гібереліну на плодоутворення винограду. Для практики виноградарства найбільший інтерес викликає дія гібереліну на процес плодоутворення виноградної рослини. Дані про вплив гібереліну на плодоношення сортів винограду,що вивчалися, наведені в табл. 2. Дослідження показали, що оприскування рослин винограду препаратом стимулює процеси плодоутворення у дослідних сортів. Як видно з даних табл. 2, у сорта Каберне Совіньон середня маса грона під дією гібереліну збільшується на 21,5% з 144,3 г в контрольному варіанті до 175,8 г в дослідному; середня маса 100 ягід – на 12,7%. У сорта Бастардо магарацький середня маса грона збільшилась на 22,0%, а середня маса 100 ягід – на 6,1%
Дані таблиці свідчать, що збільшення продуктивності винограду під дією препарату сорту Бастардо магарацький та Сапераві відбувається в результаті розвитку ягід, які горошаться та досягнення ними розмірів нормальних ягід, при цьому різниця в кількості
Таблиця 2
Вплив гібереліну (ГК, 40 мг/л) на плодоутворення винограду сортів Бастардо магарацький,
Каберне Совіньон, Сапераві (1996 - 2000 р.р.)
Сорт Варіант Середня маса грона Середня маса 100 ягід Кількість ягід в гроні
г. в % до контролю г. в % до контролю шт. в % до контролю
Бастардо магарацький контроль 186,6±9,4 100 129,6±7,5 100 144,6±6,3 100
ГК 227,4±8,3 122,0 143,2±8,5 110,6 157,4±5,6 108,8
НСР05 14,59 10,76 9,76
Каберне Совіньон контроль 144,0±7,5 100 106,4±8,1 100 125,2±7,2 100
ГК 175,8±8,1 121,5 120,0±9,2 112,7 145,8±5,9 116,4
НСР05 14,53 9,41 15,23
Сапераві контроль 149,1±8,9 100 111,6±8,4 100 129,6±4,8 100
ГК 175,5±7,7 118,0 129,8±9,4 115,9 141,9±5,2 109,6
НСР05 16,17 14,62 11,38
ягід в дослідних та контрольних гронах склала 8,8 – 9,6%. У сорту Каберне Совіньон збільшення врожайності під впливом гібереліну відбувається як за рахунок розвитку ягід, які
Таблиця 1.
Вплив гібереліну (ГК, 40 мг/л) на ріст пагонів винограду сортів Бастардо магарацький, Каберне Совіньон, Сапераві
(1999 р.)
Сорт Варіант Середня довжина пагонів
30 червня 10 липня 20 липня 30 липня 20 серпня
см в % до конт. см в % к конт см в % до конт см в % до конт см в % до конт
Бастардо магарацький контроль ГК 60,2± 5,7 - 100 81,2±7,5 87,6±6,8 100 107,8 115,3±9,9 128,8±9,6 100 111,6 149,6±8,6 169,8±9,9 100 113,5 173,8±11,7 195,2±12,4 100 112,3
НСР05 6,00 4,30 14,71 3,33
Каберне Совіньон контроль ГК 64,2±5,1 - 100 85,5±5,2 91,7±6,5 100 107,3 94,8±8,2 111,2±7,5 100 117,4 100,4±6,0 128,5±7,9 100 128,1 121,9±10,1 149,9±9,9 100 123,0
НСР05 2,39 11,00 12,88 4,10
Сапераві контроль ГК 49,9±4,7 - 100 62,9±5,6 66,5±5,9 100 105,7 74,8±6,5 82,5±6,9 100 110,3 85,3±7,5 104,7±6,5 100 122,7 112,2±9,1 132,2±8,9 100 117,7
НСР05 1,66 7,50 10,43 14,12
горошаться і досягнення ними розмірів нормальних ягід, так і за рахунок збільшення кількості ягід, дослідні грони відрізнялися від контрольних на 16,4%.
Результати дослідів про вплив обробок виноградних плантацій водним розчином гібереліну на врожайність винограду наведені в табл. 3. З даних таблиці видно, що за всі роки визначення регулятор росту сприяв збільшенню врожайності винограду. Так, врожайність у сорта Бастардо магарацький під дією фітогормону в середньому збільшується на 33,8%, у сорта Каберне Совіньон – на 32,7%, у сорта Сапераві – на 31,2%.
Таблиця 3
Вплив гібереліну (ГК, 40 мг/л) на врожайність винограду сортів Бастардо магарацький, Каберне Совіньон, Сапераві
Роки Обробки Варіант Бастардо магарацький Каберне Совіньон Сапераві
ц/га % до кон. ц/га % до кон. ц/га % до кон.
1996 контроль 33,0 100 32,3 100 29,6 100
ГК 43,6 132,3 42,5 131,5 38,8 131,2
НСР05 3,23 4,82 3,54
1997 контроль 30,0 100 29,7 100 20,3 100
ГК 40,4 134,5 39,7 133,7 26,5 130,8
НСР05 4,25 6,29 4,03
1998 контроль 38,2 100 28,4 100 15,4 100
ГК 51,9 135,9 37,7 132,8 20,7 134,3
НСР05 3,76 5,12 2,19
1999 контроль 38,6 100 29,5 100 19,8 100
ГК 51,8 134,3 39,8 134,8 26,3 132,6
5,12 2,76 5,39
2000 контроль 37,1 100 35,3 100 23,3 100
ГК 49,6 133,8 46,8 132,7 30,6 131,2
НСР05 4,96 3,96 6,15
При вивченні впливу багаторічних обробок гібереліном на плодоношення виноградноі рослини були одержані позитивні результати. Встановлено, що гіберелін позитивно впливав на виноград при обробці ним на протязі кількох років. Як свідчать дані рис. 2, розміри гронів змінюються незначно, в залежності від кількості обробок.
Рис.2 Вплив багаторічних обробок гібереліном на грони винограду сорту Бастардо магарацький
1 – однорічна обробка;
2 – дворічна обробка;
3 – трирічна обробка
Вплив гібереліну на вміст вільних амінокислот в листі винограду. Ростові процеси виноградної рослини тісно пов'язані з особливостями метаболізму, а саме з амінокислотним обміном. Вивчення амінокислотного складу листя винограду сприяє розкриттю глибоких фізіологічних механізмів впливу регулятору росту на рослину.
Як показали наші досліди, одержані спільно з к.б.н. С.І. Чмельовою, в контрольних та дослідних зразках було виявлено 15 вільних амінокислот (табл. 4).
При обприскуванні рослин винограду сорта Бастардо магарацький вміст таких амінокислот як аспарогінова кислота, пролін, гліцин, тирозин, ГАМК, гістидін збільшилась в 2-3,2 рази в порівнянні з контролем. Якщо вміст гістидіну в варіанті, де не проводилось оприскування гібереліном, дорівнював 10 мкг/100 г сировини, то при використанні гібереліну даний показник дорівнює 30, що втричі більше в порівнянні з контролем. При цьому обробка препаратом суттєво не вплинула на вміст треоніну, метіоніну, лейцину, аланіну та фенілаланину. Дані табл. 4 показують, що достовірної різниці між дослідними та контрольними варіантами за вмістом даних амінокислот немає. Якщо кількість треоніну в досліді у сорта Бастардо магарацький склала 16 мкг/100г сировини,то в контролі вона дорівнювала 15 мкг/100 г сировини. Необхідно відзначити, що вміст таких амінокислот як серин, глутамінова кислота, валін при використанні гібереліну збільшувався в 1,3-1,6 рази.
Таблиця 4
Вплив гібереліну (ГК, 40 мг/л) на вміст вільних амінокислот в листкі винограду Бастардо магарацький, Каберне Совіньон, Сапераві
Сорт Варіант Амінокислоти, в мкг/100 г сировини
Аспарагін. к-та Треонін Серин Глутамінова к-та Пролін Гліцин Аланін Валін Метіонін Лейцин Тирозин Фенілаланін ГАМК Гістидін Аргінін
Бастардо магарацький контроль 32 15 31 23 9 21 40 24 31 18 5 24 6 10 19
ГК 75 16 38 31 23 71 43 35 32 20 13 27 17 30 8
Каберне Совіньон контроль 38 10 21 28 23 22 21 25 32 13 7 14 13 6 15
ГК 61 12 35 51 25 58 37 63 55 28 11 28 23 17 5
Сапераві контроль 48 18 26 20 18 27 39 26 34 20 5 18 10 8 11
ГК 80 18 40 29 46 63 52 37 40 26 16 28 28 26 6
Так, в дослідному листі сорту Бастардо магарацький кількість серину дорівнювала 31 мкг/100 г сировини, а в контролі вона склала 38 мкг/100 г сировини, що на 22 відсотка більше. При обприскуванні рослин препаратом гібереліну спостерігається зменшення кількості ариніну. Аналогічні досліди були проведені на сортах Каберне Совіньон та Сапераві.
Дослідження показали, що фітогормон викликає збільшення вмісту окремих амінокислот таких як гістидин, ГАМК, аспарагінова кислота, серин, пролін, гліцин, валін, тирозин та фанілаланін. При цьому кількість аргініну у рослин, оброблених регулятором росту, в порівнянні з необробленими зменьшується, а вміст треоніну достовірно не змінюється.Під дією гібереліну збільшується загальний вміст вільних амінокислот.
Вплив гібереліну на вміст фенольних сполук та барвникових речовин в ягодах винограду. При вивченні впливу гібереліну на вміст фенольних сполук в ягодах винограду були одержані дані, наведені в табл. 5. Дослідження показали, що обприскування рослин препаратом гібереліну сприяє накопиченню фенольних речовин в ягодах винограду у всіх дослідних сортів винограду.
Як видно з табл. 5, кількість фенольних речовин у сорта Бастардо магарацький збільшується на 16,5%: з 308,3 мг/л в контролі до 359,1 мг/л в досліді, у сорта Каберне Совіньон даний показник збільшується на 14,7%: з 333,6 мг/л в контролі до 382,7 мг/л в досліді, у сорта Сапераві дослідний зразок перебільшує контрольний на 10 відсотків. Такі зміни вмісту фенольних речовин впливають на якість червоних міцних вин.
Таблиця 5
Вплив гібереліну (ГК, 40 мг/л) на вміст фенольних сполук в ягодах винограду (1997 -2000 р.р.).
Сорт Варіанти Вміст фенольних сполук
мг/л в % до контролю
Бастардо магарацький контроль 308,3±1,4 100
ГК 359,1±1,9 116,5
Каберне Совіньон контроль 333,6±1,3 100
ГК 382,7±1,5 114,7
Сапераві контроль 456,1±1,8 100
ГК 501,7±2,7 110,0
Результати дослідів про вплив гібереліну на вміст барвникових речовин в ягодах винограду у всіх дослідних сортів винограду наведені в табл. 6. З даних таблиці 6 видно, що обробка препаратом стимулює накопичення барвникових речовин в ягодах винограду.
Максимальна різниця за вмістом барвникових речовин між контрольними та дослідними ягодами спостерігається у сорта Каберне Совіньон, а саме вона складає 41,3%. У сорта Бастардо магарацький вміст барвникових речовин в контрольних ягодах складає 525,0 мг/л , а в дослідних ягодах 720 мг/л , що на 37,1% більше, ніж в контролі.
Таблиця 6
Вплив гібереліну (ГК, 40 мг/л) на загальний вміст барвникових речовин в ягодах винограду (1997-2000р.р.)
Сорт Варіант Загальний вміст барвникових речовин
мг/л в % до контролю
Бастардо магарацький контроль 525,0±3,4 100
ГК 720,0±2,3 137,1
Каберне Совіньон контроль 634,0±0,7 100
ГК 896,7±1,6 141,3
Сапераві контроль 1965,5±1,9 100
ГК 2138,6±2.8 108,8
|
